可溶性污秽成分对绝缘子交流闪络特性的影响
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盐碱区接触网瓷质绝缘子污闪原因浅析及防治措施探讨[摘要]:简述精伊霍电气化铁路污秽区接触网瓷质绝缘子历年污闪造成的停电事故,分析造成绝缘子污闪的环境、气象因素,提出在盐碱污秽区瓷质绝缘子表面喷涂防污闪涂料的防污措施,并对其优越性作以比较。
[关键词]:盐碱区绝缘子防污闪防治措施【中图分类号】f416.7接触网绝缘子是牵引供电线路的重要组成部分,有效防止绝缘子闪络对于牵引供电系统的稳定、可靠运行起着至关重要的作用。
现以2011年3月份精伊霍电气化铁路精河南至苏古尔区段绝缘子污闪为例,浅析盐碱污染区瓷绝缘子污闪的原因、提出防治措施,并对其防治措施优缺点进行对比。
一、故障概况1、2011年3月14日4:35至5:34分精河南变电所211断路器间断性跳闸三次,均重合成功,第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗i段出口,电压:11.562kv;电流:1348a;电阻:4.07ω;阻抗角:69.4°,故障测距:15.30km,三次跳闸故障参数接近。
5:34分14秒第四次跳闸,重合失败。
06:34强送失败,8:29分再次强送,强送成功。
几乎同时,阿恰尔变电所也发生跳闸,3月14日4:36分至5:34分阿恰尔变电所212断路器间断跳闸四次,均重合成功。
第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗i段出口,电压:15.809kv;电流:1355a;故障测距:14.27km。
每次跳闸故障参数接近。
5:41分第五次跳闸,重合失败。
6:14分强送失败。
8:49分强送成功。
跳闸后,安排人员进行巡视,巡视发现:跳闸供电臂范围内精河南-敖包间240、241、242#、敖包-阿恰尔100、101、103#支柱瓷质绝缘子表面有放电烧伤痕迹。
(二)、2011年3月15日4:42分至5:24分精河南变电所211断路器跳闸五次,均重合成功。
第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗i段,短路电压:14.476kv;电流:1526a;故障测距:14.27km,每次跳闸故障参数接近。
高压输电线路的绝缘子污秽特性研究绝缘子是高压输电线路中起到保护电力设备的重要组成部分。
由于绝缘子经常暴露在恶劣的气候条件下,它们很容易受到污秽物的影响。
污秽特性研究对于维护和提高高压输电线路的稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将探讨高压输电线路绝缘子污秽的特性以及相关研究成果。
首先,我们来了解绝缘子污秽物形成及其对线路的影响。
污秽物主要来源于大气中的尘埃、微生物、腐植酸、盐分等,它们会附着在绝缘子表面形成污秽层。
随着时间的推移,污秽层会逐渐增厚,导致绝缘子的绝缘能力下降。
污秽层会引起电场分布的不均匀以及放电现象的发生,进而影响电力设备的正常运行。
为了研究绝缘子污秽特性,学者们进行了大量的实验和理论研究。
其中一个重要的研究方法是在实验室中制备污秽模型,模拟真实的污秽环境。
通过对不同类型的污秽物,如盐雾、尘埃等进行模拟,研究人员可以获得绝缘子在不同环境下的污秽特性数据。
同时,他们还利用现场实测数据对研究成果进行验证,以提高研究结果的准确性和可靠性。
研究发现,不同类型的绝缘子在污秽环境下的表现存在差异。
例如,玻璃绝缘子和复合绝缘子相比,前者更容易形成污秽层,并且更容易在形成污秽层后产生放电现象。
此外,研究还发现,绝缘子的形状和特殊结构对其污秽特性起到重要的影响。
对于线路中的悬垂绝缘子而言,它们的下垂长度和倾斜角度会影响绝缘子的污秽情况。
因此,在线路设计和运维中,需要考虑绝缘子的特性来选择合适的绝缘子类型和安装方式。
此外,研究还发现,气候条件对绝缘子污秽的影响非常显著。
例如,炎热干燥的气候会导致绝缘子表面的污秽物迅速干燥,形成难以清除的硬化层,从而加剧绝缘子的绝缘能力下降。
而湿润的气候条件下,污秽物易形成湿污层,也会降低绝缘子的绝缘能力。
因此,在输电线路的规划和设计中,需要考虑当地的气候条件,并采取相应的防护措施,确保绝缘子充分发挥其绝缘功能。
综上所述,高压输电线路绝缘子污秽特性的研究对于确保输电线路的稳定运行具有重要意义。
绝缘子表面的积污及影响因素2.1 绝缘子表面的积污大气环境中充满了各种气态、液态污染物和固体微粒。
固体微粒中直径较大者,在重力作用下垂直降落;直径较小者呈悬浮状态,也在绝缘子周围运动着。
微粒在绝缘子表面上的沉积是一个风力、重力、电场力综合作用的结果。
重力只对直径较大的微粒起作用,且主要影响污染源附近绝缘子的上表面。
电场力的作用表现在电场力使微粒在交流电场中作振荡运动,使微粒朝着电力线密集的一端积聚。
在污秽积聚的影响因素中,风力和绝缘子外形的影响是主要的。
空气运动的速度和绝缘子的外形决定了绝缘子表面附近的气流特性,在不形成涡流的光滑表面附近(例如,XWP2双层伞型和XMP草帽型),微粒运动速度快,从而减少了它们降落在绝缘子表面的可能性;反之,下表面具有高棱和深槽的绝缘子表面附近则易形成涡流,使气流速度下降,创造了污秽沉积的有利条件。
大气污染比较严重地区的浓雾,对绝缘子表面的污染也是明显的。
研究表明,城市工业区的浓雾的雾水电导率可达2000us/cm2扩左右,一次来雾可稳定地维持数小时。
城市工业区的边缘及邻近农村的浓雾的雾水电导率也可达数百至1000us/cm2以上。
雾对绝缘子表面的实际污染在北京地区的清河和草桥两个试验站进行了实测,其结果是,一次8-10小时的大、中型雾,绝缘子表面盐密值可增加0.01ng/cm2左右。
人工模拟试验表明,当雾水电导率为2000us/cm2时,XP-160绝缘子,受雾6~10h,盐密值可增加0.03~0.04ng/cm2。
雾水电导率为2000us/cm2的雾可使设备的污闪电压比蒸馏水雾下降20%左右。
绝缘子表面沉积的污秽,来源于该地大气环境的污染,其积聚速度还与绝缘子本身的结构、表面光洁度有着密切的关系。
长期的运行经验表明,城市工业区及大气污染严重的地区,一般绝缘子表面的积污也比较多,工业规模愈大,对周围影响的范围也愈大。
原电力部电力科学院等单位研究表明,对于大气扩散和传送能力强的大城市,工业污染扩散对电力系统污染的影响范围可达20~30km及以上;中等工业城市的影响范围可达1~20km;对四川盆地、长江三峡、汉中盆地等大气净化能力弱地区,城市工业污染影响范围多在10km之内。
绝缘子污秽闪络的研究摘要:随着高压和超高压输电的日益推广以及线路电压等级的不断提高,绝缘子污秽闪络的危害也越来越大,国内外学者对此比较重视,尤其是对直接影响污闪的盐密(ESDD)和灰密(NSDD),都做了大量的研究。
本文以48串盘型绝缘子CA-596EZ为实验试品,在人工雾室下进行人工污秽实验,以此来分析绝缘子CA-596EZ在人工污秽下,盐密、灰密对闪络电压的影响,建立之间的函数关系式,并找出它们之间的联系。
实验结果可知:在进行人工模拟污秽实验的绝缘子上,盐密(ESDD)和灰密(NSDD)对绝缘子闪络电压都有影响,而且影响都是一致的,而且它们两者都呈现出相同的幂指函数关系,并且盐密、灰密对闪络电压的影响是相互独立的。
因此,在进行人工模拟污秽实验时,既要考虑ESDD,也要考虑NSDD。
对于48串盘型绝缘子CA-596EZ,本次实验不仅给出了绝缘子的放电机理,论文也给出了盐密ESDD、灰密NSDD在人工污秽实验室下,绝缘子串的污闪电压表达式。
关键词:绝缘子;人工模拟污秽;污闪;闪络电压;最小二乘法1 绝缘子污秽实验的相关关系式1.1相关关系式国内外大量研究表明,人工情况下的污秽绝缘子污闪电压Uf与等值盐密的关系式可以表示为:式中:为闪络电压,;为与绝缘子形状和污秽程度有关的系数;为等值盐密,单位为;为表示对污闪电压影响的特征指数。
同时IEC507-1991与GB/T4585-2004所提到的固体污层法也对灰密对电压的影响有所交代,因此在出版的IEC60815中提到了污秽对灰密的影响,在许多研究中表明灰密对闪络电压得影响,提到了:随着的增加,逐渐下降,因此它们间的关系式为:式中:为灰密,单位为;为与绝缘子形状和污秽度有关的系数;为表示绝缘子串随着的特征指数。
2 实验方法及数据2.1试品本次实验采取CA-596EZ普通型盘型绝缘子为试品,采用的绝缘子串为48片。
CA-596EZ绝缘子参数2.2实验相关数据实验数据2.3校正公式盐密校正公式:常系数与污闪电压值呈线性关系,而与绝缘子所处的环境(温度、海拔高度、空气质量等)和绝缘子的形状(爬电距离、盘形半径等)有关。
输电线路绝缘子污秽闪络原因及应对措施摘要:现阶段我国电网建设力度不断增加、输电线路持续延长,污秽闪络事故频频出现,对供电系统安全性、可靠性造成了极大程度的威胁,也让电力企业在经济层面面临前所未有的损失。
输电线路在具体运行期间,致使污秽闪络出现的原因相对较多,所以电力企业需要对输电线路展开有效防护,提升输电线路的防污能力。
本文主要针对输电线路绝缘子出现污秽闪络的原因进行分析,然后基于此,提出了一系列应对措施,以供参考。
关键词:输电线路;绝缘子;污秽闪络前言:目前,我国输电线路持续增长,输电线路在运行期间无法防止会受到空气中烟尘、废气、尘土等侵蚀,从而导致绝缘子外表面形成污秽,一旦严重就会发生绝缘子污秽闪络。
而致使绝缘子出现污秽闪络的原因又比较复杂,不仅与环境、气候等因素有直接联系,同时与输电线路自身的质量和架构也密切相关。
所以,针对输电线路绝缘子发生污秽闪络的原因进行分析,并制定出有针对性的对策,不仅可以提升输电线路在运行中的安全性,也能够让电力企业在经济层面的收益得到有效保障。
1输电线路绝缘子出现污秽闪络的主要原因1.1 绝缘爬距以及架构形状的影响污秽闪络电压与绝缘子爬距架构、材料密切相关,爬距与污秽闪络电压成正比例关系。
由此在爬距增加时,污秽闪络电压也会随之升高,同时绝缘子在防污层面的性能,与绝缘子架构和外形也存在直接联系,所以需要保证绝缘子架构在设计层面的合理性、科学性,并保证表面的光滑性能,由此就不容易形成涡流,而且积污数量也会急剧降低,保证污秽闪络电压的提升。
1.2 鸟粪污染鸟类非常喜欢在线路上休息以及飞行,而鸟类排出的粪便一旦落在输电线路上,就会致使绝缘子发生污秽,引发绝缘子爬距变小亦或是出现短路,最终发生污秽闪络情况,因此对于鸟粪给绝缘子造成的污染,有关人员必须予以高度重视。
1.3 海拔高度由于海拔高度不同,所以大气压强也会出现不同程度的波动,从而致使高海拔地区经常容易出现放电现象。
大气中污秽混合物对输电线路绝缘子的影响大气中的污秽混合物对输电线路绝缘子会产生一系列影响。
绝缘子是电力输电线路中的关键部件,用于将电力导线与支撑塔或支撑杆隔离,确保电力能够正常传输而不被传递到周围环境中。
污秽混合物主要指的是大气中的尘土、湿气、盐霜、污染物和微生物等各种颗粒物质。
污秽混合物会导致绝缘子表面积聚尘土和附着物。
这些尘土和附着物会形成绝缘子表面的涂层,增加了绝缘子表面的导电性和放电的可能性。
当输电线路工作时,绝缘子表面的导电性会导致电力的泄漏和能量损失,降低电能的传输效率。
绝缘子表面的涂层还会增加绝缘子的火灾风险,一旦发生火灾,可能会导致电力输电中断和安全事故。
污秽混合物还会使绝缘子表面形成湿润的环境。
湿润的绝缘子表面会导致绝缘子的表面电阻率降低,增加了放电的可能性。
特别是在高湿度和多雨的气候条件下,绝缘子容易发生高湿污秽闪络现象,即在绝缘子表面形成湿润的通道,电流会通过这个通道导致放电,进而引发火灾和电力故障。
污秽混合物还会使绝缘子造成盐霜沉积。
在海岸地区或盐湖附近,大气中的盐霜会沉积到绝缘子表面,形成薄薄的盐霜层。
盐霜层的存在会导致绝缘子表面电荷分布不均匀,增加了放电的可能性。
盐霜层还具有吸湿性,易形成湿润的环境,进一步增加了绝缘子的放电风险。
污秽混合物还可能对绝缘子材料产生化学侵蚀和破坏。
大气中的污染物和微生物会与绝缘子材料发生化学反应,形成有害物质,并导致绝缘子材料的老化和损坏。
这将进一步削弱绝缘子的绝缘性能,增加火灾和电力故障的风险。
1. 定期对绝缘子进行清洗和检查,清除绝缘子表面的积尘和附着物,恢复绝缘子的表面清洁和导电能力。
2. 在绝缘子表面涂覆防污涂层,防止尘土和附着物的沉积。
3. 加强绝缘子的防水性能,防止绝缘子表面湿润和形成湿润通道。
4. 对于海岸地区或盐湖附近的输电线路,可以采用抗盐霜涂层,减少盐霜的沉积和影响。
5. 加强大气环境污染物的治理,减少空气中的颗粒物和化学物质对绝缘子的侵蚀。
污秽对绝缘子性能的影响,主要有积污绝缘子电学特性、污秽度表征方法、污区绘制与外绝缘配置等方面。
在污染日趋严重的大气环境中,输电线路绝缘子将面临更加严重的污闪威胁[1-3]。
污闪由20世纪初引起人们重视,到了20世纪50年代,世界各国污闪事故非常严重。
Obenaus 于20世纪50年代提出了污闪模型,后来研究学者从污电压、放电、泄露电流、导电率、温升图像等反映积污程度[4-7],力求有效展现电网绝缘子污秽附着状态,从而为电力系统污区绘制提供基础数据。
电力系统污区工作采取的主要步骤为:(1)污秽度测量;(2)根据污秽度制定/修订污区分布图;(3)根据污区分布图配置或调整设备外绝缘配置。
我国与发达国家的防污闪操作一致,但我国国情决定了第1次污区图制定后须不断做修订,对电网绝缘子污秽状态检测提出了更高的要求。
因此,国内学者对积污实时检测提出了各种改进的办法[8],并得到广泛的应用。
本文综述了国内外研究绝缘子污秽检测技术现状和发展趋势,包括绝缘子运行状态污秽的表征方法、污秽附着量检测方法、人工污秽试验与实际运行时覆灰状态的关系以及尚未解决的难题等,对绝缘子污秽检测技术进行分类,提出未来绝缘子污秽的实时性和有效性表征方法展望。
对掌握实时污秽的状态、了解绝缘子覆灰特性、污秽地区外绝缘的选择以及今后研究重点的确定具有一定的参考价值。
1 绝缘子污秽检测技术分类目前已有的技术手段可依据检测方式可分为直接检测和简介检测。
(1)直接检测。
直接对积污绝缘子或表面污秽层进行测试(如等值盐密、泄露电流、污层电导率、积污图像等)获取积污绝缘子状态数据值,表征污秽对绝缘子电气性能的影响;(2)间接检测。
在绝缘子附近设置检测物体,如光传感石英棒。
通过分析检测物体表面覆灰状态,或利用积污绝缘子的红外、紫外等特性辐值,间接反映绝缘子污秽附着状态,结合人工污秽试验,分析间接数据与污秽附着之间的关系,推导出输电线路绝缘子污秽附着量,实现对绝缘积污的检测。
中华民居2011年08月电网污秽类型、绝缘子的积污特性及防污闪措施陈明毅(江西省电力设计院输电工程部)摘要:本文作者结合工作经验,论述了电力输电工程中电网污秽类型、绝缘子的积污特性及防污闪措施,可供同行参考。
关键词;绝缘子;积污特性;防污闪措施1 电网污秽类型污秽类型分为固体层型和盐雾型,并对污秽度以等值附盐密度(ESDD)、不溶性密度(又称等值附灰密度)(NSDD)和现场等值盐度(SES)三个参数定量表示。
改变传统上仅以ESDD来定量表示的方式。
污秽的基本类型有两种,即A类和B类,分别介绍如下:A类:沉积在绝缘子表面上的有不溶成分的固体污秽,湿润时该沉积物变成导电。
这种类型污秽的最好表征方法是进行ESDD/NSDD测量。
A类污秽最常见于内陆地区、荒漠地区或工业污秽地区。
当在沿海地区形成了干盐层,然后迅速地被露、雾或毛毛雨等变湿时,也可认为是A类污秽。
A类污秽有两种主要成分,即湿润时形成导电层的可溶污秽物和与可溶污秽物粘合在一起的不溶污秽物。
其中,可溶污秽物可分为高溶解度盐(即迅速溶于水的盐)和低溶解度盐(即很难溶解的盐)。
可溶污秽物用等值盐密(ESDD)度量,单位mg/cm2;不溶污秽物的例子有灰尘、沙、粘土、油等。
不溶污秽物用不溶沉积物密度(NSDD)来度量,其单位为mg/cm2。
B类:沉积在绝缘子上的不溶成分很少或没有不溶成分的液体电解质。
这种型式污秽的最好表征方法是进行电导或泄漏电流测量。
B类污秽最常见于沿海地区,由盐水或导电雾沉降在绝缘子表面。
B类污秽的其它来源的例子有:喷洒农作物、化学雾以及酸雨。
2 绝缘子的积污特性2.1 影响绝缘子积污的因素大气中的固体或液体微粒沉积在绝缘子表面形成污秽层,污层的多少与污秽微粒重量、绝缘子附近受到的风力、电场吸引力、微粒与绝缘子表面的附着力有关。
有关研究表明,当风速较大时,风压力是决定污秽微粒运动并使其附着在绝缘子表面的主要因素;当风速较小时,电场力对较小的带电污秽微粒起着控制作用。